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        大氣污染物濃度與農(nóng)業(yè)氣象因子的關(guān)系探究

        2021-12-22 11:09:16孫景瑜賈秋蘭
        黑龍江糧食 2021年11期
        關(guān)鍵詞:分析

        □ 孫景瑜 賈秋蘭

        (1.藁城區(qū)氣象局,河北 藁城 052160;2.邢臺市氣象局,河北 邢臺 054000)

        關(guān)鍵字:能見度;相對濕度;PM2.5

        大氣污染程度與人們的生活和農(nóng)作物的生長有著密切關(guān)系。在無污染情況下,在人們正常的視力范圍內(nèi),可以輕松辨別空中或地面的目標(biāo)物。能見度低的情況主要發(fā)生在冬季,因?yàn)槎居晁c夏季相比較少,導(dǎo)致空氣中污染物顆粒聚集無法擴(kuò)散,從而形成霧霾天[1]。大氣污染是全球人民重點(diǎn)關(guān)注的話題,其污染的主要因素是非大氣部分進(jìn)入到了空氣中,使大氣本身發(fā)生變化,除了對農(nóng)作物生長產(chǎn)生影響,還非常不利于人們身體健康。經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展,導(dǎo)致自然資源被過度消耗,不僅影響了生態(tài)平衡,還使人們的生產(chǎn)生活和農(nóng)作物受到了損害[2]。本文對石家莊2019年的氣象要素?cái)?shù)據(jù)(能見度、相對濕度、風(fēng)速、溫度等)及PM2.5濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,氣象要素?cái)?shù)據(jù)來源于河北省氣候中心,PM2.5濃度為連續(xù)24小時(shí)連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù),來源于石家莊市監(jiān)測點(diǎn)(世紀(jì)公園),對于缺測的數(shù)據(jù)通過插值的方法補(bǔ)全;通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、線性插值、相關(guān)性分析等方法分析各要素之間的關(guān)系。

        一、污染物濃度與農(nóng)業(yè)氣象因子的現(xiàn)狀

        根據(jù)2019年氣象資料及PM2.5濃度,統(tǒng)計(jì)出各要素月際分布圖(見圖1),石家莊市大氣能見度整體夏季好于冬季,5月能見度最好,平均達(dá)到19km以上,1月份最差平均只有5.1km;從能見度出現(xiàn)的頻率通過大力度的污染整治措施,石家莊的能見度得到了較大的改善。PM2.5濃度的月際分布與能見度具有明顯的反向相關(guān)關(guān)系,冬季污染濃度最高,夏季最低,1月份最高,8月份最低,只有23μg/m3;相對濕度7月份至10月份保持在60%以上,3月份最小30%;夏季能見度在10km以上,相對濕度也處于一個(gè)較高的水平在60%以上,PM2.5濃度在夏季則是最低,分析原因夏季溫度較高,加速了空氣中的水分蒸發(fā),使得相對濕度較大。對于石家莊來說,夏季是全年降水偏多的季節(jié),降水不僅有利于PM2.5濃度的擴(kuò)散和清除,還為農(nóng)作物的生長提供了充足水資源[3]。

        二、大氣污染濃度與農(nóng)業(yè)氣象因子的相關(guān)性分析

        為了進(jìn)一步驗(yàn)證能見度與相對濕度及PM2.5之間的關(guān)系,采用SPASS對2019年P(guān)M2.5濃度與相對濕度及能見度進(jìn)行相關(guān)性分析,見表1。

        表1 能見度與相對濕度、PM2.5濃度之間的相關(guān)性

        結(jié)果表明,能見度與相對濕度和PM2.5濃度均呈現(xiàn)負(fù)相關(guān),與PM2.5濃度之間的相關(guān)性為-0.877,能見度與相對濕度的相關(guān)性為-0.534,說明隨著相對濕度和PM2.5的增加,能見度減小。

        我們來看一個(gè)實(shí)例分析:2019年2月19-25日石家莊市區(qū)有一次明顯的低能見度霧霾過程,個(gè)別時(shí)段能見度達(dá)到0km,污染物濃度最高達(dá)到400μg/m3,超過60%的時(shí)段PM2.5濃度超250μg/m3,達(dá)到嚴(yán)重污染程度[4]。

        從整個(gè)霧霾過程中(圖2)來看,能見度、相對濕度、PM2.5濃度都具有一定規(guī)律的波動(dòng)性,23日9點(diǎn)以前能見度一直在2km以下,相對濕度也維持在40%~97%,其濕度與PM2.5濃度在整個(gè)過程中表現(xiàn)為傍晚到早上增大,中午減小,能見度正好與之相反,因?yàn)橐归g到太陽出來之前最差,中午較好,主要是因?yàn)橄鄬穸仍酱?,空氣中的污染物吸收水分變的越大,能見度越低,太陽出來以后,溫度持續(xù)上升,使得地面空氣上升,高空空氣下降,形成的對流運(yùn)動(dòng)加速了PM2.5的擴(kuò)散,能見度變好[5-6]。

        21日0-10點(diǎn),能見度一直為0km,相對濕度也保持在97%,PM2.5的濃度維持在260μg/m3左右,風(fēng)速較小1.8m/s,這個(gè)階段屬于霧霾爆發(fā)期,隨著風(fēng)速逐漸加大,23日以后能見度逐漸變好,達(dá)到2km以上,相對濕度降至40%以下,PM2.5的濃度盡管在25日凌晨有一個(gè)突變,但整體是處于減小趨勢,表明霧霾天氣逐漸消散[7]。

        三、結(jié)語

        本文通過對2019年能見度、相對濕度和PM2.5濃度的月際分析,發(fā)現(xiàn)5月份能見度最好,平均達(dá)到19km以上,1月份最差平均只有5.1km;PM2.5濃度的月際分布與能見度具有明顯的反向相關(guān),1月份最高,8月份最低只有23μg/m3;相對濕度7-10月份保持在60%以上,3月份最小30%;能見度出現(xiàn)的頻率表現(xiàn)為0≤V<1.0,最低為2%;10.0≤V,最高達(dá)到59%;與相對濕度、PM2.5濃度均表現(xiàn)為負(fù)相關(guān),隨著相對濕度和PM2.5濃度的增大,能見度減小。圖2中各種氣象因子的變化充分體現(xiàn)了在監(jiān)測時(shí)間段內(nèi)的霧霾過程,尤其是對氣象因子與地面結(jié)合的變化情況分析得知,在能見度正常情況下,濃度與濕度存在密切關(guān)聯(lián)性,同時(shí),與農(nóng)作物的生長也有一定關(guān)聯(lián)[8]。

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